DE102020102938A1 - Circuit carrier plate and method for manufacturing a circuit carrier plate - Google Patents

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Abstract

Verfahren (100) zum Herstellen einer Schaltungsträgerplatte (10), aufweisend die folgenden Schritte: Bereitstellen (110) einer Trägerplatte (12) aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung, mit einer Ausnehmung (14) und/oder wenigstens einer Erhebung, Anordnen (120) von Lotmaterial (36) in der Ausnehmung (14) und/oder auf der wenigstens einen Erhebung; Anordnen (130) eines wenigstens ein Keramikmaterial aufweisenden Einsatzes (16) in der Ausnehmung (14) der Trägerplatte (12); Bereitstellen (140) einer auf den Einsatz (12) in Richtung einer Grundfläche (40) der Ausnehmung (14) und/oder, insbesondere senkrecht, in Richtung der wenigstens einen Erhebung wirkenden Anpresskraft, und Zuführen (150) von Energie zum Herstellen einer Lötverbindung.

Figure DE102020102938A1_0000
A method (100) for producing a circuit carrier plate (10), comprising the following steps: providing (110) a carrier plate (12) made of aluminum or an aluminum alloy, with a recess (14) and / or at least one elevation, arranging (120) of Solder material (36) in the recess (14) and / or on the at least one elevation; Arranging (130) an insert (16) comprising at least one ceramic material in the recess (14) of the carrier plate (12); Providing (140) a pressing force acting on the insert (12) in the direction of a base surface (40) of the recess (14) and / or, in particular perpendicularly, in the direction of the at least one elevation, and supplying (150) energy to produce a soldered connection .
Figure DE102020102938A1_0000

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Schaltungsträgerplatte gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a method for producing a circuit board according to the preamble of claim 1.

Die Erfindung betrifft weiter eine Schaltungsträgerplatte gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 15.The invention further relates to a circuit board according to the preamble of claim 15.

Aus der DE 10 2006 034 425 A1 ist ein Leistungs-LED-Modul bekannt, das einen zur Kühlung der LED vorgesehenen Kühlkörper aus Metall aufweist.From the DE 10 2006 034 425 A1 a power LED module is known which has a metal heat sink provided for cooling the LED.

Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst die folgenden Schritte: Bereitstellen einer Trägerplatte aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung, mit einer Ausnehmung, Anordnen von Lotmaterial in der Ausnehmung und/oder wenigstens einer Erhebung; Anordnen eines wenigstens ein Keramikmaterial aufweisenden Einsatzes in der Ausnehmung und/oder auf der wenigstens einen Erhebung der Trägerplatte; Bereitstellen einer auf den Einsatz in Richtung einer Grundfläche der Ausnehmung und/oder, insbesondere senkrecht, in Richtung der wenigstens einen Erhebung wirkenden Anpresskraft, und Zuführen von Energie zum Herstellen einer Lötverbindung.The method according to the invention comprises the following steps: providing a carrier plate made of aluminum or an aluminum alloy, with a recess, arranging solder material in the recess and / or at least one elevation; Arranging an insert having at least one ceramic material in the recess and / or on the at least one elevation of the carrier plate; Providing a contact pressure acting on the insert in the direction of a base area of the recess and / or, in particular perpendicularly, in the direction of the at least one elevation, and supplying energy to produce a soldered connection.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform umfasst das Anordnen von Lotmaterial das Anordnen eines Röhrenlot-Abschnitts oder Lot-Plättchen in der Ausnehmung und/oder auf der Erhebung.According to an advantageous embodiment, the arrangement of solder material comprises the arrangement of a tube solder section or solder plate in the recess and / or on the elevation.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform erfolgt das, insbesondere flächenmäßige, Zuführen von Energie zum Herstellen einer Lötverbindung mittels eines Lasers, insbesondere Galvoscanners.According to an advantageous embodiment, the supply of energy, in particular over a large area, for producing a soldered connection takes place by means of a laser, in particular a galvo scanner.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Trägerplatte beim Herstellen der Lötverbindung mechanisch schwingt.According to an advantageous embodiment it is provided that the carrier plate vibrates mechanically when the soldered connection is made.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform erfolgt das Bereitstellen einer auf den Einsatz in Richtung einer Grundfläche der Ausnehmung wirkenden Anpresskraft und/oder das Zuführen von Energie zum Herstellen einer Lötverbindung mittels eines Thermodenlötverfahrens. Vorteilhafterweise kann auf diese Weise sowohl die Antriebskraft als auch die benötigte Energie und gegebenenfalls eine mechanische Schwingung über einen Thermodenlötkopf bereitgestellt werden.According to a further advantageous embodiment, a pressing force acting on the insert in the direction of a base area of the recess is provided and / or energy is supplied to produce a soldered connection by means of a thermode soldering process. In this way, both the driving force and the required energy and, if necessary, a mechanical vibration can advantageously be provided via a thermode soldering head.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform erfolgt das Zuführen von Energie und/oder des Lotmaterials mittels eins Ultraschall-Lötbads. Vorteilhafterweise werden nicht zu verlötende Bereiche maskiert.According to an advantageous embodiment, the supply of energy and / or the soldering material takes place by means of an ultrasonic soldering bath. Areas not to be soldered are advantageously masked.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform erfolgt das Zuführen von Energie mittels eines Ultraschall-Lötkolbens.According to a further advantageous embodiment, energy is supplied by means of an ultrasonic soldering iron.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Ausnehmung ein Durchbruch ist.According to an advantageous embodiment it is provided that the recess is an opening.

Vorteilhafterweise erfolgt die Zufuhr von Energie und/oder Lotmaterial von einer Unterseite, insbesondere durch den Durchbruch hindurch, auf den das Keramikmaterial aufweisenden Einsatz. Auf diese Weise kann von der Unterseite der auf den das Keramikmaterial aufweisenden Einsatz sowohl mit Energie- und Lotmaterialzufuhr als auch mechanischer Reibung eine Lötverbindung hergestellt werden.The supply of energy and / or solder material advantageously takes place from an underside, in particular through the opening, onto the insert having the ceramic material. In this way, a soldered connection can be made from the underside of the insert having the ceramic material with both energy and solder material supply and mechanical friction.

In Weiterbildung dieses Erfindungsgedankens erweist es sich als vorteilhaft, wenn das Anordnen von Lotmaterial in dem Durchbruch mittels Zuführen einer Lötdrahtrolle erfolgt.In a further development of this inventive concept, it proves to be advantageous if the solder material is arranged in the opening by feeding in a roll of solder wire.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform umfasst das Verfahren weiter einen Schritt zum Vorwärmen, insbesondere induktiven Vorwärmen, der Trägerplatte.According to an advantageous embodiment, the method further comprises a step of preheating, in particular inductive preheating, of the carrier plate.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform umfasst das Verfahren weiter einen Schritt zum Anordnen einer Leiterplatte auf der Trägerplatte. Eine solche Leiterplatte umfasst beispielsweise einen Faserverbundwerkstoff, insbesondere FR4, oder einen Kunststoff, insbesondere Polyimid. Die Leiterplatte dient beispielsweise als Träger für elektronische Bauteile und/oder als elektrischer Kontakt zu dem das Keramikmaterial aufweisende Einsatz.According to an advantageous embodiment, the method further comprises a step of arranging a printed circuit board on the carrier plate. Such a circuit board comprises, for example, a fiber composite material, in particular FR4, or a plastic, in particular polyimide. The circuit board serves, for example, as a carrier for electronic components and / or as an electrical contact to the insert containing the ceramic material.

Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Verfahren weiter einen Schritt zum Verbinden der Leiterplatte mit der Trägerplatte. Das Verbinden der Leiterplatte mit der Trägerplatte erfolgt beispielsweise als mechanische Verbindung, beispielsweise mittels einer Schraubverbindung. Es sind jedoch auch weitere Verbindungsarten denkbar.According to one embodiment, the method further comprises a step of connecting the printed circuit board to the carrier plate. The circuit board is connected to the carrier plate, for example, as a mechanical connection, for example by means of a screw connection. However, other types of connection are also conceivable.

Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Verfahren weiter einen Schritt zum Verbinden der Leiterplatte mit dem Einsatz. Das Verbinden der Leiterplatte mit dem Einsatz erfolgt vorteilhafterweise als elektrisch leitende Verbindung, beispielsweise als Lötverbindung. Zu diesem Zweck umfassen die Leiterplatte und der Einsatz vorteilhafterweise geeignete elektrische Anschlussstellen. Diese Art von Anschlussstellen mit Durchkontaktierung sind auch unter der Bezeichnung Kantengalvanik bekannt. Details zur Kantengalvanik sind in der DE 10 2014 225 077 A1 der Anmelderin beschrieben.According to one embodiment, the method further comprises a step of connecting the circuit board to the insert. The circuit board is advantageously connected to the insert as an electrically conductive connection, for example as a soldered connection. For this purpose, the circuit board and the insert advantageously comprise suitable electrical connection points. This type of connection points with through-hole plating are also known as edge electroplating. Details on edge plating can be found in the DE 10 2014 225 077 A1 described by the applicant.

Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Verfahren weiter einen Schritt zum Anordnen eines, insbesondere elektronischen, Bauteils auf dem Einsatz und einen Schritt zum Verbinden des Einsatzes mit dem Bauteil. Zu diesem Zweck umfasst der Einsatz vorteilhafterweise geeignete elektrische Anschlussstellen zum Verbinden mit dem Bauteil.According to one embodiment, the method further comprises a step of arranging a, in particular electronic, component on the insert and a step for connecting the insert to the component. For this purpose, the insert advantageously comprises suitable electrical connection points for connecting to the component.

Weitere Ausführungsformen beziehen sich auf eine Schaltungsträgerplatte, umfassend eine metallische Trägerplatte und einen ein Keramikmaterial umfassenden Einsatz, wobei der Einsatz in einer Ausnehmung und/oder auf wenigstens einer Erhebung der Trägerplatte angeordnet und mittels einer Lötverbindung stoffschlüssig darin gehalten ist.Further embodiments relate to a circuit carrier plate, comprising a metallic carrier plate and an insert comprising a ceramic material, the insert being arranged in a recess and / or on at least one elevation of the carrier plate and held therein by means of a soldered connection.

Gemäß einer Ausführungsform ist der Einsatz vollständig, insbesondere oberflächenbündig mit einer Oberfläche der Trägerplatte, in der Ausnehmung angeordnet.According to one embodiment, the insert is arranged completely, in particular flush with a surface of the carrier plate, in the recess.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform liegt der Einsatz auf wenigstens einer, vorzugsweise mehreren, Erhebungen auf einer der Oberflächen der Trägerplatte auf.According to a further embodiment, the insert rests on at least one, preferably several, elevations on one of the surfaces of the carrier plate.

Gemäß einer Ausführungsform umfasst der Einsatz auf wenigstens einer, vorzugsweise zwei, Oberflächen des Einsatzes eine Metallschicht. Die von der Trägerplatte abgewandte Metallschicht stellt beispielsweise eine Anschlussstelle zum elektrischen Verbinden mit einem, insbesondere elektronischen, Bauteil bereit. Die Metallschicht kann auch eine Anschlussschicht zum Verbinden des Einsatzes mit der Trägerplatte bereitstellen. Die Metallschicht umfasst beispielsweise eine bereits strukturierte Metallschicht, insbesondere aus Kupfer oder Titan oder beidem.According to one embodiment, the insert comprises a metal layer on at least one, preferably two, surfaces of the insert. The metal layer facing away from the carrier plate provides, for example, a connection point for electrical connection to a component, in particular an electronic component. The metal layer can also provide a connection layer for connecting the insert to the carrier plate. The metal layer comprises, for example, an already structured metal layer, in particular made of copper or titanium or both.

Gemäß einer Ausführungsform umfasst die metallische Trägerplatte ein Material aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung.According to one embodiment, the metallic carrier plate comprises a material made of aluminum or an aluminum alloy.

Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile weiterer bevorzugter Ausführungsformen ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Figuren der Zeichnung. Dabei bilden alle beschriebenen und dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von den Patentansprüchen oder deren Rückbeziehung sowie unabhängig von Ihrer Formulierung bzw. Darstellung in der Beschreibung bzw. in der Zeichnung. Gleiche und/oder funktionsgleiche Elemente sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen.Further features, possible applications and advantages of further preferred embodiments emerge from the following description and the figures of the drawing. All of the features described and illustrated form the subject matter of the invention individually or in any combination, regardless of the claims or their reference and regardless of their formulation or representation in the description or in the drawing. Identical and / or functionally identical elements are provided with the same reference symbols in the figures.

In der Zeichnung zeigt:

  • 1 schematisch eine Explosivdarstellung einer erfindungsgemäßen Schaltungsträgerplatte gemäß einer bevorzugten Ausführungsform,
  • 2 schematisch eine Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Schaltungsträgerplatte in einem ersten Zustand;
  • 3 schematisch eine Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Schaltungsträgerplatte in einem zweiten Zustand, und
  • 4 ein vereinfachtes Flussdiagramm eines Verfahrens gemäß einer bevorzugten Ausführungsform.
In the drawing shows:
  • 1 schematically an exploded view of a circuit board according to the invention according to a preferred embodiment,
  • 2 schematically a sectional view of a circuit board according to the invention in a first state;
  • 3 schematically a sectional view of a circuit board according to the invention in a second state, and
  • 4th a simplified flow diagram of a method according to a preferred embodiment.

1 zeigt schematisch eine Explosivdarstellung einer erfindungsgemäßen Schaltungsträgerplatte gemäß einer bevorzugten Ausführungsform. Die Schaltungsträgerplatte ist in Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 10 gekennzeichnet. Die in 1 dargestellten einzelnen Elemente der Schaltungsträgerplatte 10 können gemäß einem Verfahren, das im Weiteren unter Bezugnahme auf 4 erläutert wird, miteinander verbunden werden. 1 shows schematically an exploded view of a circuit board according to the invention according to a preferred embodiment. The circuit board is identified in its entirety with the reference number 10 marked. In the 1 shown individual elements of the circuit board 10 can according to a method which is further described with reference to 4th is explained, are connected to each other.

Die Schaltungsträgerplatte 10 umfasst eine Trägerplatte 12. Die Trägerplatte 12 ist beispielsweise ein Kühlkörper. Die Trägerplatte 12 umfasst Aluminium oder eine Aluminiumlegierung.The circuit board 10 includes a support plate 12th . The carrier plate 12th is for example a heat sink. The carrier plate 12th includes aluminum or an aluminum alloy.

Gemäß der dargestellten Ausführungsform umfasst die Trägerplatte 12 eine Ausnehmung 14. Die Ausnehmung 14 kann beispielsweise in einem Umformverfahren, insbesondere Tiefziehverfahren, insbesondere in Form einer Sicke, gefertigt werden. Weiter kann die Ausnehmung 14 in einem materialabtragenden Fertigungsverfahren oder gegebenenfalls bereits in einem Gießverfahren zur Herstellung der Trägerplatte 12 hergestellt werden.According to the embodiment shown, the carrier plate comprises 12th a recess 14th . The recess 14th can for example be manufactured in a forming process, in particular deep-drawing process, in particular in the form of a bead. The recess can also 14th in a material-removing manufacturing process or possibly already in a casting process for the production of the carrier plate 12th getting produced.

Bei der Ausnehmung 14 kann es sich insbesondere um einen Durchbruch handeln.At the recess 14th in particular, it can be a breakthrough.

Die Schaltungsträgerplatte 10 umfasst einen Einsatz 16. Der Einsatz 16 umfasst ein Keramikmaterial,z.B. aus der Gruppe C700 der Aluminiumoxide oder aus der Gruppe C900 der Aluminiumnitride. Gemäß der dargestellten Ausführungsform umfasst der Einsatz 16 eine erste Metallschicht 18 und eine zweite Metallschicht 20. Die erste Metallschicht 18 ist gemäß der dargestellten Ausführungsform eine strukturierte Metallschicht und umfasst mehrere Anschlussstellen 22, 24.The circuit board 10 includes an operation 16 . The use 16 comprises a ceramic material, for example from the group C700 the aluminum oxides or from the group C900 of aluminum nitrides. According to the illustrated embodiment, the insert comprises 16 a first metal layer 18th and a second metal layer 20th . The first layer of metal 18th is, according to the illustrated embodiment, a structured metal layer and comprises a plurality of connection points 22nd , 24 .

Gemäß der dargestellten Ausführungsform ist ein, insbesondere elektronisches, Bauteil 26 vorgesehen. Das Bauteil 26 ist beispielsweise eine LED. Das Bauteil 26 kann, beispielsweise über die Anschlussstellen 22,24, mit dem Einsatz 16 verbunden werden.According to the embodiment shown, there is a component, in particular an electronic component 26th intended. The component 26th is for example an LED. The component 26th can, for example via the connection points 22,24, with the insert 16 get connected.

Gemäß der dargestellten Ausführungsform ist eine Leiterplatte 28 vorgesehen. Die Leiterplatte 28 kann, beispielsweise über die Anschlussstellen 22, mit dem Einsatz 16 verbunden werden. Gemäß der dargestellten Ausführungsform umfasst die Leiterplatte 28 eine Durchgangsbohrung 30. Die Leiterplatte 28 kann beispielsweise mittels einer Schraube 32 und über eine korrespondierende Bohrung 34 in der Trägerplatte 12 mit der Trägerplatte 12 verbunden werden.According to the embodiment shown is a printed circuit board 28 intended. The circuit board 28 can, for example, via the connection points 22nd , with the use 16 get connected. According to the illustrated embodiment, the circuit board comprises 28 a through hole 30th . The circuit board 28 can for example by means of a screw 32 and a corresponding hole 34 in the carrier plate 12th with the carrier plate 12th get connected.

Gemäß der dargestellten Ausführungsform ist weiter ein Lotmaterial 36 vorgesehen. Das Lotmaterial 36 ist gemäß der dargestellten Ausführungsform auf einem Lot-Plättchen 38 angeordnet. Das Lotmaterial 36 umfasst vorteilhafterweise ein Speziallötzinn, umfassend Alu und Zink. Dieses Lötzinn fließt bei ca. 380 - 420 Grad Celsius. Dieser Temperaturbereich stellt den Übergang von Weichlöten zur Hartlöten dar.According to the embodiment shown, there is also a solder material 36 intended. The solder material 36 is according to the embodiment shown on a solder plate 38 arranged. The solder material 36 advantageously comprises a special solder comprising aluminum and zinc. This tin solder flows at approx. 380 - 420 degrees Celsius. This temperature range represents the transition from soft soldering to hard soldering.

Ein Verfahren 100 zum Herstellen einer Schaltungsträgerplatte 12 wird nun unter Bezugnahme auf die 2 bis 4 beschrieben.A procedure 100 for producing a circuit board 12th will now be made with reference to the 2 until 4th described.

Das Verfahren 100 umfasst einen Schritt 110 zum Bereitstellen 110 der metallischen Trägerplatte 12 mit der Ausnehmung 14.The procedure 100 includes one step 110 to provide 110 the metallic carrier plate 12th with the recess 14th .

Das Verfahren 100 umfasst einen Schritt 120 zum Anordnen des Lotmaterials 36 in der Ausnehmung 14.The procedure 100 includes one step 120 for arranging the solder material 36 in the recess 14th .

Das Verfahren 100 umfasst einen Schritt 130 zum Anordnen des Einsatzes 16 in der Ausnehmung 14.The procedure 100 includes one step 130 to arrange the insert 16 in the recess 14th .

Das Verfahren 100 umfasst einen Schritt 140 zum Bereitstellen einer auf den Einsatz 16 in Richtung einer Grundfläche 40 der Ausnehmung 14 wirkenden Anpresskraft. Die Wirkungsrichtung der Kraft ist durch den Pfeil 42 in 2 dargestellt.The procedure 100 includes one step 140 to deploy one on the deployment 16 towards a base 40 the recess 14th acting contact pressure. The direction of action of the force is indicated by the arrow 42 in 2 shown.

Das Verfahren 100 umfasst weiter einen Schritt 150 zum, insbesondere flächenmäßige, Zuführen von Energie zum Herstellen einer Lötverbindung. Durch Zuführen von Energie können vorteilhafterweise Temperaturen von 380 bis 420 Grad Celsius erreicht werden. Bei diesen Temperaturen kann eine Oxidation des Kupfers auf der Leiterplatte erfolgen. Um dies zu verhindern werden vorteilhafterweise wenigstens einzelne Schritte des Verfahrens unter Schutzgas durchgeführt.The procedure 100 further includes a step 150 for supplying energy, in particular over a large area, to produce a soldered connection. By supplying energy, temperatures of 380 to 420 degrees Celsius can advantageously be reached. Oxidation of the copper on the circuit board can occur at these temperatures. In order to prevent this, at least individual steps of the method are advantageously carried out under protective gas.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Trägerplatte 12 beim Herstellen der Lötverbindung mechanisch schwingt. Durch mechanische Schwingungen kann die dünne Aluminiumoxidschicht der Trägerplatte 12 aufgebrochen werden. Durch die Temperatur von etwa 308-420 Grad Celsius und die mechanischen Schwingungen kann dann Kupfer mit Aluminium verbunden werden.According to an advantageous embodiment it is provided that the carrier plate 12th mechanically vibrates when making the soldered connection. Mechanical vibrations can damage the thin aluminum oxide layer on the carrier plate 12th to be broken up. Due to the temperature of around 308-420 degrees Celsius and the mechanical vibrations, copper can then be combined with aluminum.

Das Bereitstellen 140 der Anpresskraft und/oder das Versetzen der Trägerplatte in mechanische Schwingungen erfolgt vorteilhafterweise durch geeignete mechanische Mittel. Beispielsweise kann das Bereitstellen 140 und/oder das Versetzen der Trägerplatte in mechanische Schwingungen auch mittels eines Thermodenlötkopfs erfolgen.Providing 140 the pressing force and / or the setting of the carrier plate in mechanical vibrations is advantageously carried out by suitable mechanical means. For example, providing 140 and / or the carrier plate can also be set into mechanical vibrations by means of a thermode soldering head.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann das Zuführen von Energie und/oder des Lotmaterials 36 mittels eins Ultraschall-Lötbads erfolgen.According to a further advantageous embodiment, the supply of energy and / or the solder material can 36 by means of an ultrasonic soldering bath.

Durch Zuführen 150 von Energie schmilzt das Lotmaterial 36, wobei vorteilhaft der Kapillareffekt nutzbar ist. Der Kapillareffekt sorgt dafür, dass das Lotmaterial 36 in die seitlichen Spalten 44 zwischen dem Einsatz 16 und einem Rand der Ausnehmung 14 eindringt. Aufgrund des Kapillareffekts ist ein Spalt zwischen der Trägerplatte 12 und der Leiterplatte 28 ausreichend. Dieser Spalt kann durch die Ausnehmung 14, insbesondere schlitzförmige Durchbrüche, oder insbesondere mehrere, Erhebungen gebildet werden. Die Erhebungen umfassen insbesondere eine Höhe von 100 µm.By feeding 150 of energy melts the solder material 36 , whereby the capillary effect can advantageously be used. The capillary effect ensures that the solder material 36 in the side columns 44 between use 16 and an edge of the recess 14th penetrates. Due to the capillary effect, there is a gap between the carrier plate 12th and the circuit board 28 sufficient. This gap can be through the recess 14th , in particular slot-shaped openings, or in particular a plurality of elevations are formed. The elevations in particular have a height of 100 μm.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Ausnehmung 14 ein Durchbruch. In diesem Fall kann das Zuführen 150 von Energie und/oder das Anordnen 120 von Lotmaterial 36 von einer Unterseite, insbesondere durch den Durchbruch, auf den das Keramikmaterial aufweisenden Einsatz 16 erfolgen. Vorteilhafterweise erfolgt das Anordnen von Lotmaterial in dem Durchbruch mittels Zuführen einer Lötdrahtrolle und/oder der Eintrag von Energie durch einen Ultraschall-Lötkolben.According to an advantageous embodiment, the recess 14th a breakthrough. In this case, the feeding can 150 of energy and / or arranging 120 of solder material 36 from an underside, in particular through the opening, onto the insert having the ceramic material 16 respectively. The arrangement of solder material in the opening is advantageously carried out by supplying a roll of soldering wire and / or introducing energy by means of an ultrasonic soldering iron.

2 zeigt die Schaltungsträgerplatte 10 nach Ausführen der Schritte 110 bis 130. 3 zeigt die Schaltungsträgerplatte 10 nach Ausführen der Schritte 140 und 150. 2 shows the circuit board 10 after following the steps 110 until 130 . 3 shows the circuit board 10 after following the steps 140 and 150 .

Gemäß bevorzugten Ausführungsformen umfasst das Verfahren 100 weiter einen Schritt 160 zum Vorwärmen, insbesondere induktives Vorwärmen, der Trägerplatte 12.According to preferred embodiments, the method comprises 100 one step further 160 for preheating, in particular inductive preheating, of the carrier plate 12th .

Gemäß bevorzugten Ausführungsformen umfasst das Verfahren 100 weiter einen Schritt 170 zum Anordnen der Leiterplatte 28 auf der Trägerplatte 12.According to preferred embodiments, the method comprises 100 one step further 170 for arranging the circuit board 28 on the carrier plate 12th .

Gemäß bevorzugten Ausführungsformen umfasst das Verfahren 100 weiter einen Schritt 180 zum Verbinden der Leiterplatte 28 mit der Trägerplatte 12. Das Verbinden 180 der Leiterplatte 28 mit der Trägerplatte 12 erfolgt beispielsweise als mechanische Verbindung, beispielsweise mittels der Schraubverbindung 30, 32, 34.According to preferred embodiments, the method comprises 100 one step further 180 to connect the circuit board 28 with the carrier plate 12th . The connection 180 the circuit board 28 with the carrier plate 12th takes place, for example, as a mechanical connection, for example by means of the screw connection 30th , 32 , 34 .

Gemäß bevorzugten Ausführungsformen umfasst das Verfahren 100 weiter einen Schritt 190 zum Verbinden der Leiterplatte 28 mit dem Einsatz 16. Das Verbinden 190 der Leiterplatte 28 mit dem Einsatz 16 erfolgt vorteilhafterweise als elektrisch leitende Verbindung, beispielsweise als Lötverbindung. Die Leiterplatte 28 kann beispielsweise mit den Anschlussstellen 24 des Einsatzes 16 verbunden werden. According to preferred embodiments, the method comprises 100 one step further 190 to connect the circuit board 28 with the use 16 . The connection 190 the circuit board 28 with the use 16 takes place advantageously as an electrically conductive connection, for example as a soldered connection. The circuit board 28 can for example with the connection points 24 of use 16 get connected.

Das Verbinden kann beispielsweise mittels eines Laserlötverfahrens erfolgen.The connection can take place, for example, by means of a laser soldering process.

Gemäß bevorzugten Ausführungsformen umfasst das Verfahren 100 einen Schritt 200 zum Anordnen des, insbesondere elektronischen, Bauteils 26 auf dem Einsatz 16 und einen Schritt 210 zum Verbinden des Einsatzes 16 mit dem Bauteil 26. Das Verbinden 210 erfolgt beispielsweise mittels eines Reflow-Lötverfahrens. Wenn im vorhergehenden Prozess das Verbinden der Leiterplatte 28 mit der Trägerplatte bei Temperaturen von ca. 380 - 420 Grad Celsius hergestellt wurde, kann das Reflow-Verfahren bei Temperaturen von ca. 270 Grad Celsius durchgeführt werden. Auf diese Weise ist ein durchgehender Produktionsfluss beim Herstellen der Schaltungsträgerplatte 10 möglich.According to preferred embodiments, the method comprises 100 one step 200 for arranging the, in particular electronic, component 26th on the stake 16 and one step 210 to connect the insert 16 with the component 26th . The connection 210 takes place, for example, by means of a reflow soldering process. If in the previous process connecting the circuit board 28 was produced with the carrier plate at temperatures of approx. 380 - 420 degrees Celsius, the reflow process can be carried out at temperatures of approx. 270 degrees Celsius. In this way, there is a continuous production flow in the manufacture of the circuit board 10 possible.

Vorteilhafterweise können mehrere, insbesondere sämtliche, Schritte des Verfahrens 100 mit einer geeigneten Vorrichtung, insbesondere mit einem Lötautomaten, ausgeführt werden.Advantageously, several, in particular all, steps of the method can be used 100 be carried out with a suitable device, in particular with an automatic soldering machine.

Bei der Schaltungsträgerplatte 10 handelt es sich beispielsweise um einen Aufbau für eine LED-Modul in einem Kraftfahrzeugscheinwerfer. Die Trägerplatte 12 kann beispielsweise eine gebogene und/oder geschlitzte Aluminiumplatte als Kühlkörper umfassen. Die Leiterplatte 28 umfasst beispielsweise Aluminiumoxid und ist flächig auf der Trägerplatte 12 aufgebracht.With the circuit board 10 it is, for example, a structure for an LED module in a motor vehicle headlight. The carrier plate 12th can for example comprise a curved and / or slotted aluminum plate as a heat sink. The circuit board 28 includes, for example, aluminum oxide and is flat on the carrier plate 12th upset.

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  • DE 102014225077 A1 [0017]DE 102014225077 A1 [0017]

Claims (18)

Verfahren (100) zum Herstellen einer Schaltungsträgerplatte (10), aufweisend die folgenden Schritte: Bereitstellen (110) einer Trägerplatte (12) aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung, mit einer Ausnehmung (14) und/oder wenigstens einer Erhebung, Anordnen (120) von Lotmaterial (36) in der Ausnehmung (14) und/oder auf der wenigstens einen Erhebung; Anordnen (130) eines wenigstens ein Keramikmaterial aufweisenden Einsatzes (16) in der Ausnehmung (14) und/oder auf der wenigstens einen Erhebung der Trägerplatte (12); Bereitstellen (140) einer auf den Einsatz (12) in Richtung einer Grundfläche (40) der Ausnehmung (14) und/oder, insbesondere senkrecht, in Richtung der wenigstens einen Erhebung wirkenden Anpresskraft, und Zuführen (150) von Energie zum Herstellen einer Lötverbindung.A method (100) for producing a circuit carrier plate (10), comprising the following steps: providing (110) a carrier plate (12) made of aluminum or an aluminum alloy, with a recess (14) and / or at least one elevation, arranging (120) of Solder material (36) in the recess (14) and / or on the at least one elevation; Arranging (130) an insert (16) having at least one ceramic material in the recess (14) and / or on the at least one elevation of the carrier plate (12); Providing (140) a pressing force acting on the insert (12) in the direction of a base surface (40) of the recess (14) and / or, in particular perpendicularly, in the direction of the at least one elevation, and supplying (150) energy to produce a soldered connection . Verfahren (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Anordnen (130) von Lotmaterial (36) das Anordnen eines Röhrenlot-Abschnitts oder Lot-Plättchens (38) in der Ausnehmung (14) umfasst.Method (100) according to Claim 1 , characterized in that the arranging (130) of solder material (36) comprises arranging a tube solder section or solder plate (38) in the recess (14). Verfahren (100) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das, insbesondere flächenmäßige, Zuführen (150) von Energie zum Herstellen einer Lötverbindung mittels eines Lasers erfolgt.Method (100) according to one of the Claims 1 or 2 , characterized in that the, in particular the areal, supply (150) of energy for producing a soldered connection takes place by means of a laser. Verfahren (100) nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerplatte (12) beim Herstellen der Lötverbindung mechanisch schwingt.Method (100) according to at least one of Claims 1 until 3 , characterized in that the carrier plate (12) vibrates mechanically when the soldered connection is made. Verfahren (100) nach wenigstens einem der Ansprüche 1 oder 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Bereitstellen (140) einer auf den Einsatz (16) in Richtung einer Grundfläche (40) der Ausnehmung (14) wirkenden Anpresskraft und/oder das Zuführen (150) von Energie zum Herstellen einer Lötverbindung mittels eines Thermodenlötverfahrens erfolgt.Method (100) according to at least one of Claims 1 or 2 or 4th , characterized in that the provision (140) of a pressing force acting on the insert (16) in the direction of a base surface (40) of the recess (14) and / or the supply (150) of energy for producing a soldered connection takes place by means of a thermode soldering process. Verfahren (100) nach wenigstens einem der Ansprüche 1 oder 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Zuführen von Energie und/oder des Lotmaterials (36) mittels eins Ultraschall-Lötbads erfolgt.Method (100) according to at least one of Claims 1 or 2 or 4th , characterized in that the supply of energy and / or the solder material (36) takes place by means of an ultrasonic solder bath. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (14) ein Durchbruch ist.Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the recess (14) is an opening. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Zufuhr von Energie und/oder Lotmaterial (36) von einer Unterseite auf den das Keramikmaterial aufweisenden Einsatz (16) erfolgt.Procedure according to Claim 7 , characterized in that the supply of energy and / or solder material (36) takes place from an underside onto the insert (16) having the ceramic material. Verfahren (100) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zufuhr von Energie mittels eines Ultraschall-Lötkolbens umfasst.The method (100) according to at least one of the preceding claims, characterized in that it includes the supply of energy by means of an ultrasonic soldering iron. Verfahren (100) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren (100) weiter umfasst: Vorwärmen (160), insbesondere induktives Vorwärmen, der Trägerplatte (12).The method (100) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the method (100) further comprises: preheating (160), in particular inductive preheating, of the carrier plate (12). Verfahren (100) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren (100) weiter umfasst: Anordnen (170) einer Leiterplatte (28) auf der Trägerplatte (12) .The method (100) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the method (100) further comprises: arranging (170) a printed circuit board (28) on the carrier plate (12). Verfahren (100) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren (100) weiter umfasst: Verbinden (180) der Leiterplatte (28) mit der Trägerplatte (12).Method (100) according to Claim 11 , characterized in that the method (100) further comprises: connecting (180) the circuit board (28) to the carrier plate (12). Verfahren (100) nach wenigstens einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren (100) weiter umfasst: Verbinden (190) der Leiterplatte (28) mit dem Einsatz (16).Method (100) according to at least one of Claims 11 or 12th , characterized in that the method (100) further comprises: connecting (190) the circuit board (28) to the insert (16). Verfahren (100) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren (100) weiter umfasst: Anordnen (200) eines, insbesondere elektronischen, Bauteils (26) auf dem Einsatz (16) und Verbinden (210) des Einsatzes (16) mit dem, insbesondere elektronischen, Bauteil (26).The method (100) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the method (100) further comprises: arranging (200) a, in particular electronic, component (26) on the insert (16) and connecting (210) the insert ( 16) with the, in particular electronic, component (26). Schaltungsträgerplatte (10), umfassend eine metallische Trägerplatte (12) und einen ein Keramikmaterial umfassenden Einsatz (16), dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatz (16) in einer Ausnehmung (14) und/oder auf wenigstens einer Erhebung der Trägerplatte (12) angeordnet und mittels einer Lötverbindung stoffschlüssig gehalten ist.Circuit carrier plate (10) comprising a metallic carrier plate (12) and an insert (16) comprising a ceramic material, characterized in that the insert (16) is arranged in a recess (14) and / or on at least one elevation of the carrier plate (12) and is held cohesively by means of a soldered connection. Schaltungsträgerplatte (10), nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatz (16) vollständig, insbesondere oberflächenbündig mit einer Oberfläche der Trägerplatte (12), in der Ausnehmung (14) angeordnet ist.Circuit board (10) after Claim 15 , characterized in that the insert (16) is arranged completely, in particular flush with a surface of the carrier plate (12), in the recess (14). Schaltungsträgerplatte (10) nach wenigstens einem der Ansprüche 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatz (16) auf wenigstens einer, vorzugsweise zwei Oberflächen des Einsatzes eine Metallschicht (18) umfasst.Circuit board (10) according to at least one of the Claims 15 or 16 , characterized in that the insert (16) comprises a metal layer (18) on at least one, preferably two surfaces of the insert. Schaltungsträgerplatte (10) nach wenigstens einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die metallische Trägerplatte (12) Aluminium oder eine Aluminiumlegierung umfasst.Circuit board (10) according to at least one of the Claims 15 until 17th , thereby characterized in that the metallic carrier plate (12) comprises aluminum or an aluminum alloy.
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